JPH04127121A - 光共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電圧により共振波長を調整することが可能な
ファブリペロ共振器に関するものである。

（従来の技術） 光通信機器または光学測定機器等の光学装置においては
、波長の選別ないしは光源の波長を制御することが必要
な場合が多々あり、それには光共振素子が一般に利用さ
れ、このような光共振素子としては、ファブリペロ型の
共振器が広く用いられている。

ファブリペロ共振器の構成は改めて説明するまでもない
が、簡単に云えば、空気層または透明媒体を介して２枚
の反射ミラーを平行に配置したものであり、ミラー間の
光学距離が半波長の整数倍になると共振する。実際の光
学装置においては光共振器の共振波長を微細に調整する
必要のあることが多い。ファブリペロ共振器の共振波長
の調整には、圧電アクチュエータを使ってミラー間隔を
調整する形の、圧電制御型がよく用いられる。しかしな
がら圧電制御型の共振器は、ミラーの支持機構が大きい
ので、全体の寸法が大きく、かつ重いこと、振動等の影
響を受は易いため取扱法に制約があるうえ、制御電圧と
共振波長との関係に履歴特性が現れる等の問題もある。

これに対して、水晶板を媒体として用い、水晶の電気光
学効果を用いて共振波長を調整することにより、電圧制
御可能な共振器が開発されている。

このような水晶光共振器は、小型で取扱も容易であり、
かつ温度変動に対する安定性に優れている等の長所があ
るが、偏波依存性が避けられないという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、偏波依存性がなく、小型で取扱いが容易で、
かつ温度安定性にも優れた電圧制御が可能な光共振器を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、４ほう酸リチウム結晶のＣ軸板を共振媒体と
し、板面に垂直に制御電圧を印加することにより、偏波
依存性のない電圧制御型の光共振器−を実現する。

（作　用） 本発明の光共振器は、４ほう酸リチウム結晶を挟んで２
枚の反射膜を設けであるので、前記結晶のＣ軸板に垂直
に制御電圧を印加することにより、共振波長を制御でき
るファブリペロ共振器として動作する。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。第１図において、１
は４ほう酸リチウム結晶（化学式：　ＬｉＪ４０□以下
ＬＢＯと略記）の平行平板で、その結晶Ｃ軸は板面に垂
直とする。２，３は多層誘電体膜により形成した反射膜
、４．′５は透明電極、６，７はリード線、８は制御電
源である。

図に示すように、ＬＢＯ結晶板１を挟んで２枚の反射膜
２，３が形成されているから、ファブリペロ共振器とし
て動作し、共振器外部の光回路とは透明電極３，４を通
して結合する。

ところで、ＬＢＯ結晶は電気光学効果を有する結晶であ
るから、電圧により屈折率を制御することができる。透
明電極４，５は外部との光学結合に用いるとともに、制
御電圧を印加するための電極としても動作する。

ＬＢＯは魚群４ｍｍに属するので、電気光学係数ｒｌＪ
（Ｉ＝１．２・・・、６、ｊ＝１．２．３）のマトリク
スは次の式（１）で与えられる。

ただし、 ｒ　２　ｓ　　＝　ｒ　１ｓ ｒ５１　　：ｒ４２ ＬＢＯ結晶板ｌは、結晶Ｃ軸が板面に垂直であるから、
透明電極４，５を通して印加される電界はＣ軸に平行で
あり、これをＥ３とするとＥ３　＝　Ｖ　／　ｔで与え
られる。ここで、■は制御電圧、ｔはＬＢＯ結晶板１の
厚さである。ただし、反射膜２，３の厚さはＬＢＯ板に
比べて十分薄いと仮定して無視した。

この電界Ｅ３により屈折率楕円体の式は、式（２）、（
３）を考慮して （１／ｎ、”　＋ｒ１ｓｒｓ　）ｘ！＋　（１／ｎ、　
”　＋ｒ、　３Ｅ３　）ｙ”＋（１／ｎ、　２）ｚ”１
となる。ここで、ｒｌ＋”は常光屈折率、ｎｓ”は異常
光屈折率である。

共振する光の偏波はｘｙ面内にあるが、式（２）により
ｘｙ面内偏波では、いずれの方向の偏波に対しても同一
の屈折率ｎ。′の媒質として作用する。

ここで、ｎｏ’は ｎｏ’　　”　ｎｏ　　＋Δｎ（３） で与えられる。

式（３）、（４）により、偏波依存性のない電圧制御型
の光共振器が得られることは明らかである。

本発明の光共振器は、前述のように偏波依存性がないこ
とに加えて、温度安定性が良いという特長がある。すな
わちＬＢＯ結晶は温度に対する安定性に優れており、Ｃ
軸方向の線膨張係数は、−１，５ｐｐｍ／’Ｃ程度であ
る。また屈折率の温度係数も数ｐｐｍ／℃のオーダであ
るから、共振周波数の温度係数は、数ｐｐｍ／’Ｃ程度
で、きわめて安定なものとなる。

共振器を形成するための、ＬＢＯ板の厚さｔは、ｍｍオ
ーダであり、きわめて小型なものとなる。

なお、１に用いる媒体としてＬＢＯ結晶に代えて、タン
タル酸リチウム（ＬｉＴａ０３）結晶またはニオブ酸リ
チウム（ＬｉＮｂＯ２）結晶のＣ軸板を用いても、屈折
率の電圧依存性は式（３）、（４）で与えられるので、
偏波依存性のない電圧制御型の光共振器が得られる。し
かし、これらの結晶は強誘電体であるので、ヒステリシ
ス現象があり、また温度係数が大きいことが問題である
。また、特にＬｉＮｂＯ５では、いわゆる直流ドリフト
の現象により、電圧を印加している間に、屈折率が変化
するという問題もあるので実用的ではない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光共振器は、小型で構造
が簡単であるので、取り扱いが容易であり、偏波依存性
がなく、温度特性に優れ、電圧により共振波長を制御す
ることが可能であるから、各種光学システムにおいて利
用価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図である。 １・・・４ほう酸リチウム板 ２．３・・・反射膜 ４．５・・・透明電極 ６．７・・・リード線 ８・・・制御電源 第１図 ｅ−一制讐′を温

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、４ほう酸リチウム結晶のＣ軸に垂直な面を対向平面
   とする結晶板において、前記対向平面に反射膜および透
   明電極膜を設けたことを特徴とする光共振器。